DE2913101A1 - GLOW PLUG TEMPERATURE CONTROL - Google Patents
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Description
Glühkerzen-TemperatursteuerungGlow plug temperature control
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühkerzen-Temperatursteuerung für einen Dieselmotor, in dem eine Glühkerze in einer Verbrennungskammer dazu verwendet wird, das Starten des Motors zu erleichtern.The invention relates to a glow plug temperature controller for a diesel engine in which a glow plug in a combustion chamber is used to facilitate starting of the engine.
Es ist bekannt, eine Glühkerze eine vorgegebene Zeit lang auf eine hohe Temperatur, elektrisch aufzuheizen. Im Anschluß an diesen Vorgang wird versucht, den Motor zu starten . Startet der Motor nicht beim erstenmal, so wird nocheinmal für dieselbe Zeit der Glühkerze Energie zugeführt und es erfolgt ein weiterer Versuch, den Hotor zu starten. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Motor anspringt.It is known to electrically heat a glow plug to a high temperature for a predetermined time. In connection an attempt is made to start the engine during this process. If the engine does not start the first time, it will The glow plug is energized again for the same time and another attempt is made to close the heater start. This process is repeated until the engine starts.
Es wurden verbesserte Glühkerzen entwickelt, die sehr rasch aufheizen, wenn sie mit elektrischer Energie gespeist werden. Diese Glühkerzen neigen zum Überheizen und es besteht die Gefahr, daß die Heizelemente durchbrennen, wenn sie zu lange gespeist werden. Wird eine solche Glühkerze aus dem kalten Zustand heraus über einen richtigen Zeitraum hinweg mit Energie gespeist, so wird sie auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Nach dem Abschalten der Glühkerze jedoch, fällt ihre Temperatur nicht augenblicklich ab, sondern die Temperatur fällt exponentiell ab; die Geschwindigkeit des Temperaturabfalls kann experimentell bestimmt werden.Improved glow plugs were developed that worked very quickly heat up when they are fed with electrical energy. These glow plugs tend to overheat and there is the There is a risk that the heating elements will burn out if they are fed for too long. Will such a glow plug from the cold State fed out with energy for a correct period of time, so it is brought to the desired temperature heated up. However, after switching off the glow plug, its temperature does not drop instantaneously, but the temperature drops exponentially; the speed the temperature drop can be determined experimentally.
Wird daher die Glühkerze anfangs aufgeheizt und wird ein erfolgloser Versuch unternommen, den Motor zu starten, soTherefore, if the glow plug is initially heated and an unsuccessful attempt is made to start the engine, then so
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wird die Glühkerze von neuem über eine bestimmte Zeitdauer mit Energie gespeist und es wird ein neuer Versuch zum Starten des Motors unternommen. Das zweite Aufheizen der Glühkerze beginnt jedoch, bevor die Glühkerze ihre normale Umgebungstemperatur wieder erreicht hat, d.h. die Temperatur· der Glühkerze ist immer noch ziemlich hoch. Da das zweite Aufheizen der Glühkerze beginnt, während die Glühkerze noch eine hohe Temperatur aufweist, wird sie auf eine übermäßig hohe Temperatur aufgeheizt. Mehrere erfolglose Versuche zum Starten des Motors und entsprechende Aufheizvorgänge der Glühkerze haben zur Folge, daß die Glühkerzentemperatur derart zunimmt, daß ihre Heizelemente durchbrennen und zur Zerstörung der Glühkerze führen.the glow plug is fed with energy again over a certain period of time and a new attempt is made to start the engine. The second heating up of the glow plug begins, however, before the glow plug has reached its normal ambient temperature again, ie the temperature of the glow plug is still quite high. Since the second heating of the glow plug starts while the glow plug is still at a high temperature, it will be heated to an excessively high temperature. Several unsuccessful attempts to start the engine and corresponding heating processes of the glow plug have the consequence that the glow plug temperature increases to such an extent that its heating elements burn through and lead to the destruction of the glow plug.
Es wurde herausgefunden, daß die Temperatur einer Glühkerze der verbesserten Art bei Zuführung elektrischer Energie exponentiell derart ansteigt, daß dieser Anstieg ziemlich gut durch eine Zeitkonstantenschaltung, die einen Widerstand und einen hierzu in Serie liegenden Kondensator auf v/eist, approximiert werden kann. Sind die Werte des Widerstandes und des Kondensators und somit die Zeitkonstante der Schaltung korrekt gewählt, so ist die am Kondensator vorliegende Spannung proportional zu der Temperatur der Glühkerze. In ähnlicher Weise kann der Temperaturabfall der Glühkerze nach Abschalten derselben gut approximiert werden durch denselben Kondensator, der über einen anderen Widerstand entladen wird. Es wird hier davon ausgegangen, daß die für das Aufheizen bzw. Abkühlen der Glüh— kerzen maßgeblichen Zeitkonstanten unterschiedlich sind. Das geschilderte Grundprinzip wird bei der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise dazu verwendet, eine Glühkerze auf eine optimale Temperatur aufzuheizen und die Temperatur automatisch aufrechtzuerhalten.It has been found that the temperature of a glow plug of the improved type increases exponentially with the application of electrical energy rises in such a way that this rise can be achieved fairly well by a time constant circuit which has a resistor and a capacitor connected in series to this can be approximated to v / eist. Are the values of the Resistance and the capacitor and thus the time constant of the circuit are correctly selected, so is that of the capacitor present voltage proportional to the temperature of the glow plug. Similarly, the temperature drop can of the glow plug after it has been switched off can be approximated well by the same capacitor that has a other resistor is discharged. It is assumed here that the heating and cooling of the annealing candles relevant time constants are different. The basic principle outlined is used in the present Invention advantageously used to heat a glow plug to an optimal temperature and the Maintain temperature automatically.
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Eine Glühkerzen-Temperatursteuerung nach der Erfindung enthält eine Glühkerze, eine Energiequelle zum Speisen der Glühkerze mit elektrischer Energie und einen ersten Schalter, der zwischen der Energiequelle und der Glühkerze liegt. Eine Zeitkonstantenschaltung enthält eine Kondensator- und Widerstandsanordnung. Ein zweiter Schalter liegt zwischen der Energiequelle und der Zeitkonstantenschaltung. Eine Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, daß sie eine an dem Kondensator vorliegende Spannung füKLt und den ersten und zweiten Schalter steuert, so daß sie die Energiequelle an die Glühkerze und die Zeitkonstantenschaltung anschalten, wobei die Zeitkonstantenschaltung derart ausgebildet ist, daß die an dem Kondensator vorliegende Spannung proportional ist zu der Temperatur der Glühkerze.A glow plug temperature controller according to the invention includes a glow plug, an energy source for feeding the Glow plug with electrical energy and a first switch, which is located between the energy source and the glow plug. A time constant circuit includes a capacitor and resistor arrangement. A second switch is between the energy source and the time constant circuit. A control device is designed such that it füKLt a voltage present on the capacitor and controls the first and second switches so that they are the energy source to switch on the glow plug and the time constant circuit, the time constant circuit being designed in this way is that the voltage across the capacitor is proportional to the temperature of the glow plug.
Entsprechend der Erfindung ist eine Glühkerze fu:r einen Dieselmotor über einen Schalter an eine Energiequelle geschaltet, um von dieser elektrische Energie zu empfaDgen. Eine einen Kondensator und Widerstände umfassende Zextkonstantenschaltung liegt über einen weiteren Schalter zusammen mit der Glühkerze an der Energiequelle. Die Zeitkonstantenschaltung ist derart ausgebildet, daß die an dem Kondensator liegende Spannung proportional zu der Glühkerzen— temperatur ist. Ein "Vergleicher öffnet die Schalter, um de Energiequelle von der Glühkerze und der Zeitkonstantenschaltung zu trennen, wenn die an dem Kondensator liegende Spannung einen vorgegebenen Wert übersteigt, und der Tergleicher schließt die Schalter, um die Energiequelle an die Glühkerze und die Zeitkonstanten schaltung zu schalten, wenn die an dem Kondensator liegende Spannung einen vorgegebenen Wert unterschreitet.Diese Maßnahmen haben den Effekt, daß die Glühkerze auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird und daß diese Temperatur beibehalten wird.According to the invention is a glow plug for a diesel engine connected via a switch to an energy source in order to receive electrical energy therefrom. One a zext constant circuit comprising a capacitor and resistors is connected to the energy source via another switch together with the glow plug. The time constant circuit is designed in such a way that the voltage across the capacitor is proportional to the glow plug temperature is. A "comparator opens the switches to de energy source from the glow plug and the time constant circuit to be disconnected when the voltage across the capacitor exceeds a predetermined value, and the equivalent closes the switches to connect the energy source to the glow plug and the time constant circuit, when the voltage across the capacitor falls below a specified value. These measures have the Effect that the glow plug is heated to a predetermined temperature and that this temperature is maintained.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Glühkerzen-Temperatursteuerung zu schaffen, welche eine Glühkerze rasch auf eine gewünschte Temperatur aufheizt und diese Glühkerzentemperatur automatisch aufrechterhält.It is an object of the present invention to provide a glow plug temperature controller to create, which quickly heats a glow plug to a desired temperature and automatically maintains this glow plug temperature.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Glühkerzen-Temperatursteuerung zu schaffen, welche zuverlässig ein Überheizen einer Glühkerze verhindert, und zwar selbst einer Glühkerze des verbesserten Typs, der ein rasches Aufheizen gestattet.Another object of the invention is to provide a glow plug temperature controller to create, which reliably prevents overheating of a glow plug, and that itself a glow plug of the improved type that allows rapid heating.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Glühkerzen-Temperatur steuerung für einen Dieselmotor anzugeben, die sich im Betrieb durch hohe Zuverlässigkeit auszeichnet und darüberhinaus eine kostengünstige Massenherstellung erlaubt.It is another object of the invention to provide a glow plug temperature control for a diesel engine to specify the is characterized by high reliability in operation and, moreover, inexpensive mass production permitted.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine allgemein verbesserte Glühkerzen-Temperatursteuerung für einen Dieselmotor anzugeben.It is another object of the present invention to provide a generally improved glow plug temperature control for specify a diesel engine.
Zusammengefaßt: Glühkerzen eines Dieselmotors liegen über einen Schalter an einer Energiequelle, um mit elektrischer Energie gespeist zu werden. Eine einen·Kondensator und Widerstände enthaltende Zeitkonstantenschaltung ist über einen weiteren Schalter zusammen mit den Glühkerzen an eine Energiequelle geschaltet. Die Zeifckonstantenschaltung ist derart ausgebildet, daß die an dem Kondensator vorliegende Spannung proportional ist der Temperatur der Glühkerzen. Ein Vergleicher öffnet die Schalter, um die Energiequelle von dem Glühkerzen und der Zeitkonstantenschaltung zu trennen, wenn die an dem Kondensator vorliegende Spannung einen vorgegebenen Wert übersteigt und derIn summary: glow plugs of a diesel engine are overlying a switch on an energy source to be supplied with electrical energy. One a · capacitor and Time constant circuit containing resistors is over another switch is connected to an energy source together with the glow plugs. The time constant circuit is designed such that the present on the capacitor Voltage is proportional to the temperature of the glow plugs. A comparator opens the switches to the Disconnect the power source from the glow plugs and the time constant circuit if the one present on the capacitor Voltage exceeds a predetermined value and the
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Vergleicher schließt die Schalter, um die Energiequelle an die Glühkerzen und die Zeitkons tan ten schaltung anzuschalten, wenn die am Kondensator vorliegende Spannung den vorgegebenen Wert unterschreitet. Der Effekt dieser Maßnahmen liegt darin, daß die Glühkerzen auf eine vorbestrimmte Temperatur aufgeheizt werden, und daß diese Temperatur aufrechterhalten wird.The comparator closes the switch in order to connect the energy source to the glow plugs and the time constant circuit when the voltage on the capacitor falls below the specified value. The effect of these measures is that the glow plugs are heated to a predetermined temperature and that this temperature is maintained.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Pig. 1 ein elektrisches Schal tun gs diagramm einer Glühkerzen-Temperatursteuerung undPig. 1 an electrical circuit diagram of a glow plug temperature controller and
J"ig. 2 ein Zeitdiagramm, welches die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Steuerung verdeutlicht.Fig. 2 is a timing diagram showing the operation of the inventive Control clarified.
Die erfindungsgemäße Glühkerzen-Temperatur steuerung kann abhängig von speziellen Erfordernissen auf verschiedene Weise realisiert werden. Von dem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wurden zahlreiche Exemplare "hergestellt, geprüft und verwendet, und es wurde festgestellt, daß sämtliche Exemplare in höchst zufriedenstellendem Maße funktionieren.The glow plug temperature control according to the invention can can be implemented in different ways depending on special requirements. From the one discussed below Embodiment, numerous specimens were "manufactured, tested and used, and it was found that all Specimens function to a highly satisfactory degree.
Die in Pig. 1 dargestellte Glühkerzen-Temperatursteuerung enthält eine Energiequelle in Form einer Batterie 12, deren negative Klemme geerdet ist. Die positive Klemme der Batterie 12 liegt über normalerweise geschlossene Eelaiskontakte 13 eines Relais 14 und vier Glühkerzen 16,17,18 und 19 auf Masse. Die Kontakte 13 dienen als eine erste Schaltereinrichtung zum Verbinden oder Trennen der Glühkerzen 16 bis 19 mit bzw. von der Batterie 12. Die Glühkerzen 16 bis 19 sind in den entsprechenden Verbrennungskammern eines Dieselmotors (nicht dargestellt) angeordnet und werden, wenn'The one in Pig. 1 shown glow plug temperature control contains an energy source in the form of a battery 12, whose negative terminal is grounded. The positive terminal of the battery 12 is via normally closed relay contacts 13 of a relay 14 and four glow plugs 16, 17, 18 and 19 to ground. The contacts 13 serve as a first switch device for connecting or disconnecting the glow plugs 16 to 19 with or from the battery 12. The glow plugs 16 to 19 are arranged in the corresponding combustion chambers of a diesel engine (not shown) and, if '
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sie mit; elektrischer Energie gespeist werden, aufgeheizt, um die Verbrennungskammern vorzuheizen.she with; electrical energy are fed, heated, to preheat the combustion chambers.
Die positive Klemme der Batterie 12 ist ferner mit einem beweglichen Eontakt 21 eines Energie-Steuerschalters 22 verbunden, der von der Bedienungsperson oder von dem Fahrer betätigt wird. Der Schalter 22 besitzt drei feste Kontakte, die den jeweiligen Schalterstellungen entsprechen. In einer Aus-Stellung ist der bewegliche Kontakt 21 mit einem festen Kontakt Oi1F verbunden j der mit keinem weiteren Teil der Einrichtung 11 verbunden ist. In einer Einstellung istx der bewegliche Kontakt 21 mit einem festen Kontakt ON verbunden. In einer Start-Stellung ist der bewegliche Kontakt 21 sowohl mit dem ON-Kontakt als auch mit einem festen START-Kontakt verbunden.The positive terminal of the battery 12 is also connected to a movable contact 21 of a power control switch 22 which is operated by the operator or by the driver. The switch 22 has three fixed contacts which correspond to the respective switch positions. In an off position, the movable contact 21 is connected to a fixed contact Oi 1 F which is not connected to any other part of the device 11. In one setting, x the movable contact 21 is connected to a fixed contact ON. In a start position, the movable contact 21 is connected both to the ON contact and to a fixed START contact.
Der Olf-Kontakt des Schalters 22 ist direkt an den Emitter eines ENP-Transistors 24- einer Steuereinheit 20 und.über einen Widerstand 25 an die Basis des Transistors 24- geschaltet. Der Kollektor des Transistors 24 ist über einen Widerstand 26 an den ΟΠ-Kontakt des Schalters 22 geschaltet und weiterhin an die Basis eines PNP-Transistors 27» Der Emitter des Transistors 27 ist mit dem OH-Kontakt verbunden. Der Kollektor des Transistors 27 liegt an den Anoden zweier Sperrdioden 28 und 29 . Die Kathode der Diode 28 ist über einen Ladewiderstand 21 und einen Kondensator 32 auf Masse gelegt. Der Verbindungspunkt des Kondensators 32 und des Widerstandes 31 liegt über einen Entladewider-· stand 33 auf Masse und weiterhin an dem nichtinvertierenden Eingang eines Spannungsvergleichers 34-«The olf contact of switch 22 is directly connected to the emitter an ENP transistor 24- a control unit 20 und.über a resistor 25 connected to the base of the transistor 24-. The collector of transistor 24 is connected to the ΟΠ contact of switch 22 via a resistor 26 and further to the base of a PNP transistor 27 » The emitter of the transistor 27 is connected to the OH contact. The collector of transistor 27 is connected to the anodes of two blocking diodes 28 and 29. The cathode of the diode 28 is connected to ground via a charging resistor 21 and a capacitor 32. The connection point of the capacitor 32 and the resistor 31 are connected to ground via a discharge resistor 33 and also to the non-inverting one Input of a voltage comparator 34- «
Die Kathode der Diode 29 ist über einen Widerstand 36 sen den invertierenden Eingang des Vergleichers 34 geschaltet. Eine Konstantspannungsquelle 37 enthält einen Widerstand 38, eine Zener-Diode 39 und einen Widerstand 4-1, die in SerieThe cathode of the diode 29 is connected to the inverting input of the comparator 34 via a resistor 36 sen. A constant voltage source 37 includes a resistor 38, a Zener diode 39 and a resistor 4-1, which are in series
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zwischen dem ΟϊΓ-Kontakt und Masse liegen. Die Kathode der Zener-Diode 39 ist mit dem invertierenden Eingang des Vergleicliers 34 verbunden.lie between the ΟϊΓ-contact and ground. The cathode of the Zener diode 39 is connected to the inverting input of the comparator 34 connected.
Der Ausgang des Vergleichers 34- ist über einen Widerstand 42 an die Basis des Transistors 27 geschaltet. Der Kondensator 32 bildet zusammen mit den Widerständen 3Ί und 33 eine Zeitkonstantenschaltung (nicht speziell bezeichnet).The output of the comparator 34- is through a resistor 42 connected to the base of transistor 27. The capacitor 32 forms together with the resistors 3Ί and 33 a time constant circuit (not specifically designated).
Der Kollektor des Transistors 27 ist weiterhin über Widerstände 4-3 und 44, die zueinander in Serie geschaltet sind, auf Masse gelegt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 4-3 und 44- ist an die Basis eines NPN-Transistors 46 geschaltet, dessen Emitter auf Masse liegt. Der Kollektor des Transistors 4-6 ist über eine Relaisspule 47 eines Relais 48 an den Kollektor eines PKP-Transistors 49 einer Zeitgeber-Sperreinheit 51 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 49 ist über einen Widerstand 52 auf Masse gelegt. Der Emitter des Transistors 49 ist mit dem ΟϊΓ-Kontakt verbunden. Die Basis des Transistors 49 liegt über einen Widerstand 53 an dem ON-Kontakt und weiterhin über einen Widerstand 54 an der Anode einer Rückwärts-Sperrdiode 56. Die Kathode der Diode 56 ist über einen Widerstand 57 aQ den ΟΪΓ-Kontakt geschaltet und liegt weiterhin an dem Kollektor eines NPIT-Transistors 58· Der Emitter des Transistors 58 isfc geerdet.The collector of transistor 27 is furthermore connected via resistors 4-3 and 44, which are connected in series with one another, put on ground. The junction of resistors 4-3 and 44- is connected to the base of an NPN transistor 46, whose emitter is grounded. The collector of the transistor 4-6 is via a relay coil 47 of a relay 48 to the Collector of a PKP transistor 49 of a timer lock unit 51 switched. The collector of transistor 49 is connected to ground via a resistor 52. The emitter of transistor 49 is connected to the ΟϊΓ contact. the The base of the transistor 49 is connected to the ON contact via a resistor 53 and also via a resistor 54 at the anode of a reverse blocking diode 56. The cathode of the diode 56 is the ΟΪΓ-contact via a resistor 57 aQ and is still connected to the collector of an NPIT transistor 58 · The emitter of transistor 58 isfc grounded.
Widerstände 59 und 61 einer Zeitgebereinheit 60 liegen zueinander in Serie und verbinden den OIT-Kontakt mit Masse. Der Verbindungspunkt der Widerstände 59 und 61 ist an den invertierenden Eingang eines Spannungsvergleichßrs 62 geschaltet. Der Ausgang des Vergleichers 62 ist an die Kathode einer Diode 63 geschaltet,deren Anode an der Kathode der Diode 56 liegt. Ein Widerstand 64 und ein Kondensator 66 liegen in Serie zwischen dem OIT-Kontakt und Masse.DerResistors 59 and 61 of a timer unit 60 are in series with one another and connect the OIT contact to ground. The connection point of the resistors 59 and 61 is connected to the inverting input of a voltage comparator 62. The output of the comparator 62 is connected to the cathode of a diode 63, the anode of which is connected to the cathode the diode 56 lies. A resistor 64 and a capacitor 66 are in series between the OIT contact and ground
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Verbindungspunkt des Widerstandes 64- und des Kondensators 66 liegt an dem nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 62 und weiterhin an der Anode einer Rückwärts-Sperrdiode 67- Die Kathode der Diode 67 liegt an dem Oltf-Kontakt des Schalters 22. Der START-Kontakt des Schalters 22 liegt über einen Widerstand 68 an der Basis eines HPN-Transistors 69- Der Emitter des Transistors 69 ist geerdet, der Kollektor dieses Transistors liegt über einem Widerstand 51 sen dem nicht—invertierenden Eingang des Vergleichers 34-The connection point of the resistor 64- and the capacitor 66 is at the non-inverting input of the comparator 62 and also at the anode of a reverse blocking diode 67- The cathode of the diode 67 is at the Oltf contact of the switch 22. The START contact of the switch 22 is connected through a resistor 68 to the base of a transistor HPN 69- the emitter of transistor 69 is grounded, the collector of this transistor is connected via a resistor 51 sen the non-inverting input of the comparator 34-
Die Basis des Transistors 24 liegt über einem Widerstand an der Anode einer Diode 73· Die Kathode dieser Diode 73 ist an den Kollektor des Transistors 49 geschaltet.The base of transistor 24 is across a resistor at the anode of a diode 73 · The cathode of this diode 73 is connected to the collector of the transistor 49.
Weiterhin ist der START-Kontakt über Widerstände 74 und 76 auf Masse gelegt. Der Verbindungspunkt der Widerstände 74 und 76 ist an die Basis des Transistors 58 geschaltet. Der ON-Kontakt des Schalters 22 liegt über normalerweise geöffnete Relaiskontakte 77 des Beiais 48 und eine Relaisspule 78 des Relais 14 auf Masse.Furthermore, the START contact is via resistors 74 and 76 put on ground. The connection point of the resistors 74 and 76 is connected to the base of transistor 58. Of the ON contact of switch 22 is via normally open relay contacts 77 of Beiais 48 and a relay coil 78 of relay 14 to ground.
Zum Anlassen des Motors wird der Schalter 22 von seiner Aus-Stellung in die Ein-Stellung gebracht, in welcher der bewegliche Kontakt 21 lediglich den OIT-Kontakt berührt. Die Widerstände 59 und 61 funktionieren als Spannungsteiler, um eine vorbestimmte Bezugs spannung an den invertierenden Eingang des Vergleichers 62 zu legen. Der Kondensator 66 beginnt, sich über den Widerstand 64 aufzuladen. Die Zeitkonstante der Kombination bestehend aus Widerstand 64 und Kondensator 66 ist relativ lang gewählt, so daß die an ■ dem Kondensator 66 auftretende Spannung relativ lange Zeit benötigt, um den Pegel der Bezugs spannung zu erreichen. Da die Spannung an dem Kondensator 66 anfangs unter der Bezugsspannung liegt, erzeugt der Vergleicher 62 ein niedriges Ausgangssignal, welches durch die Dioden 63 und 56To start the engine, the switch 22 is brought from its off position to the on position in which the movable contact 21 only touches the OIT contact. The resistors 59 and 61 function as a voltage divider, by a predetermined reference voltage to the inverting To put the input of the comparator 62. The capacitor 66 begins to charge through the resistor 64. the The time constant of the combination consisting of resistor 64 and capacitor 66 is chosen to be relatively long, so that the voltage occurring across the capacitor 66 for a relatively long time Time required to reach the level of the reference voltage. Since the voltage on capacitor 66 is initially below the Reference voltage is, the comparator 62 generates a low Output signal which is generated by diodes 63 and 56
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und den Widerstand 54- an den Transistor 4-9 gelegt wird. Die Spannung an den Verbindungspunkten der Dioden 63 und 56 ist als C bezeichnet. Die niedrige Basisspannung des Transistors 4-9 bewirkt, daß der Transistor 4-9 angeschaltet wird und die Basis des Transistors 24- über die Diode 73 und den Widerstand 72 an den ON-Kontakt des Schalters 22 gelegt wird. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 24-abgeschaltet wird und wirkungsmäßig von dem Sest der Schaltung getrennt wird.and the resistor 54- is applied to the transistor 4-9. The voltage at the connection points of diodes 63 and 56 is denoted as C. The low base voltage of the transistor 4-9 has the effect that the transistor 4-9 is switched on and the base of the transistor 24 is connected to the ON contact of the switch 22 via the diode 73 and the resistor 72. This has the consequence that the transistor 24 is turned off and is effectively separated from the set of the circuit.
Da der Kondensator 32 anfangs entladen ist, ist die Spannung dort 0. Die Zenerdiode 39 und die Widerstände 38 und 4-1 erzeugen eine vorbestimmte Bezugsspannung an dem invertierenden Eingang des Vergleichers 34, wobei die Zener-Diode 39 die Be zugsspannung unabhängig von Schwankungen in der Spannung der Batterie 12 macht. Da die Spannung am Kondensator 32, die mit A bezeichnet ist, zu Beginn niedriger ist als die Bezugsspannung am invertierenden Eingang des Vergleichers 34-, erzeugt dieser ein niedriges Ausgangesignal, welches an den Transistor 27 rückgeführt wird, um diesen Transistor anzuschalten. Der Kondensator 32 beginnt mit dem Aufladen über den Transistor 27, die Diode 28 und den Widerstand 31 und die Spannung A beginnt zu steigen.Since capacitor 32 is initially discharged, the voltage is there 0. The Zener diode 39 and the resistors 38 and 4-1 generate a predetermined reference voltage on the inverting Input of the comparator 34, the Zener diode 39 the reference voltage regardless of fluctuations in the voltage of the battery 12 makes. Since the voltage on capacitor 32, which is labeled A, is lower at the beginning is used as the reference voltage at the inverting input of the Comparator 34-, this produces a low output signal, which is fed back to transistor 27 to turn that transistor on. The capacitor 32 begins with the charging via the transistor 27, the diode 28 and the resistor 31 and the voltage A begins to rise.
Die durch die Werte des widerstandes 31 und des Kondensators 32 bestimmte Zeitkonstante wird derart ausgewählt, daß sie genauso groß ist wie die des Temperaturanstiegs der Glühkerzen 16 bis 19· Die Glühkerzen 16 bis 19 werden gleichzeitig mit dem Kondensator 32 an die Batterie 12 angeschaltet, wie aus nachstehender Erläuterung noch hervorgeht.By the values of w iderstandes 31 and the capacitor 32 certain time constant is selected such that it is just as large as the temperature rise of the glow plugs 16 is turned on to 19 · The glow plugs 16 to 19 simultaneously with the capacitor 32 to the battery 12, as can be seen from the following explanation.
Der Transistor 27, der als zweiter Schalter dient, wird angeschaltet und verbindet die Widerstände 4-3 und 44- zwischen Batterie 12 und Erde über den Schalter 22. Die Basisspannung des Transistors 4-6 steigt an und schaltet dadurch den Tran-The transistor 27, which serves as the second switch, is turned on and connects the resistors 4-3 and 44- between Battery 12 and earth via switch 22. The base voltage of transistor 4-6 increases and thereby switches the tran-
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sistor 46 an. Der Transistor 4-6 verbindet die Relaisspule 4-7 mit der Batterie 12, -wodurch die Kontakte 77 geschlossen werden. Die Relaisspule 78 wird über die Relaiskontakte an die Batterie 12 geschaltet. Die erregte Relaisspule 78 schließt die Kontakte 13 und verbindet die Glühkerzen 16 bis 19 mit der Batterie 12. Man sieht, daß der Transistor 27 zum gemeinsamen Zuführen von Leistung zu dem Kondensator 32 und den Glühkerzen 16 bis 19 dient.sistor 46 on. The transistor 4-6 connects the relay coil 4-7 to the battery 12, whereby the contacts 77 are closed. The relay coil 78 is connected to the battery 12 via the relay contacts. The energized relay coil 78 closes the contacts 13 and connects the glow plugs 16 to 19 to the battery 12. It can be seen that the transistor 27 serves to supply power to the capacitor 32 and the glow plugs 16 to 19 together.
Der Kondensator 32 lädt auf, bis die Spannung A die Bezugs spannung am invertierenden Eingang des Vergleichers 34 überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangssignal des Vergleichers 34, das Signal B, hoch. Das hohe Signal B wird zu der Basis des Transistors 27 zurückgeführt, wodurch dieser abgeschaltet wird. Dies sperrt die Stromzufuhr zu dem Kondensator 32 und den Glühkerzen 16 bis 19» da der Transistor 46 abgeschaltet ist und die Relaisspulen 47 und 78 nicht erregt sind.Somit wird die Energiezufuhr zu dem Kondensator 32 und den Glfähkerzen 16 bis 19 gleichzeitig beendet. 'The capacitor 32 charges until the voltage A is the reference voltage at the inverting input of the comparator 34 exceeds. At this point the output signal will be of comparator 34, signal B, high. The high signal B is fed back to the base of transistor 27, turning it off. This blocks the power supply the capacitor 32 and the glow plugs 16 to 19 »da der Transistor 46 is off and relay coils 47 and 78 are not energized. Thus, power is supplied to the Capacitor 32 and the glow candles 16 to 19 at the same time completed. '
Der Kondensator 32 entlädt sich über den Widerstand 33» der derart bemessen ist, daß sich eine Zeitkonstante er- . gibt, die dem Temperaturabfall der Glühkerzen 16 bis 19 bei Beendigen der Energiezufuhr entspricht. Der Kondensator 32 entlädt sich, bis die Spannung 8 unter die Bezugsspannung des Vergleichers 34 fällt. Dann wird der Ausgang B des Vergleichers 34 niedrig, um den Transistor 27 anzuschalten und den Kondensator 32 und die Glühkerzen 16 bis 19 zu speisen. Dieser Zyklus wiederholt sich selbst kontinuierlich. Es versteht sich nun, daß der Vergleicher· 34 in Kombination mit der Zeitkonstantenschaltung und den entsprechenden Bauelementen einen astabilen Multivibrator bildet.The capacitor 32 discharges through the resistor 33 » which is dimensioned in such a way that a time constant arises. there, the temperature drop of the glow plugs 16 to 19 corresponds to the termination of the energy supply. The condenser 32 discharges until voltage 8 falls below the reference voltage of comparator 34. Then the Output B of comparator 34 low to turn on transistor 27 and capacitor 32 and glow plugs 16 to 19 to dine. This cycle repeats itself continuously. It is now understood that the comparator 34 in combination with the time constant circuit and the corresponding components an astable multivibrator forms.
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Dieser Vorgang wird besser deutlich, wenn man Fig. 2 betrachtet. Man sieht, daß die Spannungsamplitude Δ proportional ist zu der Temperatur der Glühkerzen 16 • bis 19· "Vorzugsweise ist der Vergleicher 34- mit einer solchen Hysterese ausgestattet, daß das Signal B einen hohen Wert annimmt, wenn das Signal A einen oberen Schaltpunkt überschreitet und einen niedrigen Wert annimmt, wenn das Signal A unter einen unteren Schaltpunkt fällt. Eine solche Anordnung führt zu den in Fig. 2 dargestellten Kurven, bei denen die Energiezufuhr zu den Glühkerzen 16 bis 19 beendigt wird, wenn die Temperatur 9OO°C erreicht , und die Energiezufuhr erneut einsetzt, wenn die Temperatur unter 700°C fällt. Auf diese Weise wird die Glühkerzen-Temperatur im wesentlichen auf einem Durchschnittswert von 8000C konstant gehalten.This process is better understood by looking at FIG. It can be seen that the voltage amplitude Δ is proportional to the temperature of the glow plugs 16 • to 19 • "Preferably, the comparator 34- is equipped with such a hysteresis that the signal B assumes a high value when the signal A exceeds an upper switching point and assumes a low value when the signal A falls below a lower switching point. Such an arrangement leads to the curves shown in FIG the supply of power again starts when the temperature falls below 700 ° C. in this way, maintaining the glow plug temperature substantially constant on an average value of 800 0 C.
Die oberen zwei Kurven in Fig. 2 zeigen die Verbindung der OF- und START-Kontakte des Schalters 22 mit der Batterie über den beweglichen Kontakt 21. Man sieht, daß sowohl der ON- als auch der START-Kontakt mit der Batterie 12 verbunden sind, wenn der bewegliche Kontakt 21 in die Start-Stellung gebracht wird. Die Zeitgebereinheit 60 trennt die Glühkerzen 16 bis 19 nach einer vorgegebenen Zeitdauer ab, die verstrichen ist, nachdem der Schalter 22 von aus nach ein bewegt wurde. Die vornehmliche Aufgabe dieser Einrichtung besteht darin, zu verhindern, daß die Glühkerzen 16 bis 19 mit Energie gespeist werden, nachdem der Motor angesprungen ist und normal läuft.The top two curves in Fig. 2 show the connection of the OF and START contacts of switch 22 to the battery via the movable contact 21. It can be seen that both the ON and START contacts are connected to the battery 12 when the movable contact 21 is brought to the start position. The timer unit 60 disconnects the glow plugs 16 to 19 from a predetermined period of time that has elapsed after the switch 22 from off after one was moved. The primary task of this device is to prevent the glow plugs 16 to 19 can be supplied with energy after the engine has started and is running normally.
Die Zeitkonstante des Widerstandes 64 und des Kondensators 66 ist derart gewählt, daß die an dem Kondensator 66 auftretende Spannung gleich ist der Bezugs spannung am invertierenden Eingang des Vergleichers 62 bei Ende des vorgegebenen Zeitraums. In diesem Fall wird das Ausgangssignal des Vergleichers 62 und somit das Signal C hoch. Dies wiederumThe time constant of resistor 64 and capacitor 66 is chosen so that the voltage appearing on the capacitor 66 is equal to the reference voltage at the inverting Input of the comparator 62 at the end of the predetermined period. In this case the output signal will be of comparator 62 and thus signal C high. this in turn
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schaltet den Transistor 4-9 ab» so daß die Basis des Transistors 24- über den Widerstand 72, die Diode 73 und den Widerstand 72 auf Masse gelegt wird. Die Basisspannung des Transistors 24- wird niedrig, so daß der Transistor 24- anschaltet und die Basis des Transistors 27 mit dem OH"-Kontakt des Schalters 22 und dadurch die positive Klemme der Batterie 12 verbindet. Dies schaltet den Transistor 27 ab und beendigt somit die Energiezufuhr zu dem Kondensator 32 und den Glühkerzen 16 bis 19- Der Kondensator 32 und die Glühkerzen 16 bis 19 verbleiben im stromlosen Zustand, selbst" wenn das Ausgangssignal B des Komparators 34- niedrigen Wert annimmt, wenn der Transistor 24-die Basis des Transistors 27 mit dem OiT-Kontakt über einen extrem hochohmigen Pfad verbindet. Dies hat den Effekt, die Steuereinheit 20 und die Glühkerzen 16 bis 19 im nicht erregten Zustand zu halten.turns transistor 4-9 off »so that the base of the transistor 24- through the resistor 72, the diode 73 and the Resistor 72 is connected to ground. The base voltage of the transistor 24- becomes low, so that the transistor 24- turns on and the base of transistor 27 with the OH "contact of switch 22 and thereby the positive terminal the battery 12 connects. This switches off the transistor 27 and thus terminates the supply of energy to the capacitor 32 and the glow plugs 16 to 19 - The capacitor 32 and the glow plugs 16 to 19 remain in the de-energized state State even "when the output signal B of the comparator 34- assumes a low value when the transistor 24-die Base of transistor 27 to the OiT contact via a extremely high resistance path connects. This has the effect that the control unit 20 and the glow plugs 16 to 19 do not keep excited state.
Die Zeitgeber-Sperreinheit 51 dient zum Übersteuern der Zeitgebereinheit 60 und verhindert, daß diese die Steuereinheit 20 und die Glühkerzen 16 bis 19 beeinflußt, wenn der Schalter 22 in die Start-Stellung bewegt wird. In diesem Fall verbindet der Schalter 22 die Widerstände 74- und 76 mit der Batterie 12 und legt dadurch eine hohe Spannung an die Basis des Transistors 58· Der Transistor 58 wird angeschaltet und verbindet die Basis des Transistors 4-9 über den niedrohmigen Kollektorkreis des Transistors 58, den Widerstand 54- und die Diode 5& mit Masse. Der Transistor 4-9 wird angeschaltet und verursacht das Abschalten des Transistors 24-. Hierdurch wird die Zeitgebereinheit 60 von der Steuereinheit ungeachtet des Ausgangssignals des Vergleichers 62 getrennt. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 62 hohen Pegel hat, wird die Diode 63 in Sperrichtung geschaltet, da die Kollektorspannung des Transistors 58, die an der Anode der Diode 63 erscheint,The timer lock unit 51 is used to override the Timer unit 60 and prevents this from affecting the control unit 20 and the glow plugs 16 to 19 when the switch 22 is moved to the start position. In this case, switch 22 connects resistors 74- and 76 with the battery 12 and thereby applies a high voltage to the base of the transistor 58 · The transistor 58 becomes switched on and connects the base of transistor 4-9 via the low-impedance collector circuit of transistor 58, the resistor 54- and the diode 5 & to ground. The transistor 4-9 is turned on and causes transistor 24- to turn off. This becomes the timer unit 60 from the control unit regardless of the output of the comparator 62. When the output of the Comparator 62 is high, the diode 63 in The reverse direction is switched because the collector voltage of the transistor 58, which appears at the anode of the diode 63,
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niedrig ist. Somit werden die Transistoren 4-9 und 24-abgeschaltet, und die Zeitgebereinheit 60 wird VH der Steuereinheit 20 getrennt, ungeachtet des Zustandes der Zeitgebereinheit 60.is low. Thus the transistors 4-9 and 24 are switched off, and the timer unit 60 is disconnected VH of the control unit 20 regardless of the state of the Timer unit 60.
Die verbleibenden Merkmale der "vorliegenden Erfindung betreffen den Transistor 69 und den Widerstand 71· Beim Starten des Hotors trachten der Luftstrom und die Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer die Temperatur der Glühkerzen 16 bis 19 rascher zu vermindern als wenn der Motor nicht zum Anlassen gedreht würde. Der Widerstand 71 dient als Kompensationsxtfiderstand, um diesen Effekt zu kompensieren. Insbesondere wird, wenn der Schalter 22 in die Start-Stellung gebracht wird, die Batterie 12 über den Schalter 22 und den Widerstand 68 an die Basis .des Transistors 69 geschaltet. Dies veranlaßt, daß der Transistor 69 angeschaltet wird und der. Widerstand 71 parallel zu dem Widerstand 33 und den Kondensator 32 geschaltet wird. Dies vermindert den Gesamt-Farallelxviderstand bezüglich des Kondensators 32 und verringert dadurch die Entlade-Zeitkonstante des Kondensators 32- Asders ausgedrückt: der Kondensator 32 entlädt sich über einen geringeren Widerstand und somit schneller. Der Widerstandswert des Widerstandes 71 ist derart bemessen, daß die Zeitkonstante der Schaltung mit dem Widerstand 71 in Parallelschaltung zu dem Widerstand 33 gleich, ist dem Temperaturabfall der Glühkerzen 16 bis 19, wenn der Motor gestartet wird und die Glühkerzen 16 bis 19 nicht gespeist werden. Dieser Vorgang wird aus J1Xg. 2 deutlich.The remaining features of the present invention relate to transistor 69 and resistor 71. When the hotor is started, the airflow and fuel injection into the combustion chamber tend to reduce the temperature of the glow plugs 16-19 more rapidly than if the engine were not turned to start Resistor 71 serves as a compensation resistor in order to compensate for this effect. In particular, when the switch 22 is brought into the start position, the battery 12 is connected to the base of the transistor 69 via the switch 22 and the resistor 68. This causes, that transistor 69 is turned on and resistor 71 is connected in parallel with resistor 33 and capacitor 32. This reduces the total parallel resistance with respect to capacitor 32 and thereby reduces the discharge time constant of capacitor 32-Asders, in terms of capacitor 32 discharges through a lower resistance and therefore faster Resistance of resistor 71 is such that the time constant of the circuit with resistor 71 in parallel with resistor 33 is equal to the temperature drop in glow plugs 16 to 19 when the engine is started and glow plugs 16 to 19 are not fed. This process becomes from J 1 Xg. 2 clearly.
Man sieht also, daß durch die Erfindung die dem Stand der Technik anhaftenden Probleme beseitigt werden, indem eine Glühkerzen-Temperatursteuerung geschaffen wird, die selbstIt can thus be seen that the invention overcomes the problems inherent in the prior art by providing a Glow plug temperature control is created by itself
9 0 S S 4 1 / 0 8 C „9 0 S S 4 1/0 8 C "
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bei verbesserten, rasch, aufheizenden Glühkersen eine vorgegebene Optimaltemperatur aufrechterhalten und zuverlässig ein Überheizen der Glühlcerzen verhindern kann. Selbstverständlich, sind Modifikationen des obenerläuterten Ausführungsbeispiels möglieh. So z.B. kann ein einzelner Schalter vorgesehen werden, um die Batterie an die Glühkerzen und die Zeitkonstantenschaltung anzuschalten bzw. sie von den Glühkerzen und der Zeitkonstantenschaltung zu trennen.in the case of improved, rapid, heating-up glow plugs, a predetermined one Maintain the optimum temperature and reliably prevent overheating of the incandescent ores. Of course, are modifications of the above embodiment possible For example, a single switch be provided to connect the battery to the glow plugs and the time constant circuit or to switch them off to separate the glow plugs and the time constant circuit.
9 0 3841 /08029 0 3841/0802
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: ABE, YOSHIAKI, HIGASHIMATSUYAMA, SAITAMA, JP |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
| 8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
| D4 | Patent maintained restricted | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ZEXEL CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |